新生仔マウス体性感覚野で発見された新規タイプ自発活動の発生機序

在新生小鼠体感皮层中发现的新型自发活动的生成机制

• 批准号: 20H03346
• 负责人: 岩里 琢治
• 金额: $ 11.32万
• 依托单位: National Institute of Genetics
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H03346/
• 关键词: 神経科学; 神経回路発達; 神経活動; マウス; 神経回路; 発達期可塑性; カルシウムイメージング; 体性感覚系; バレル; マウス遺伝学; 大脳皮質

子供の時期の哺乳類脳の感覚神経回路の発達に、体内で自発的に発生する神経活動（自発神経活動）が重要な役割を担う。しかし、視覚系での研究は比較的進んでいるが、それ以外のモダリティーでの自発神経活動についてはわかっていないことが多い。研究代表者らは、これまでに新生仔マウスの一次体性感覚野にパッチワーク型の特徴的な時空間パターンをもつ自発神経活動の存在を明らかにし、さらに、それが、眼窩下神経よりも下流の末梢で発生し、視床皮質軸索を経由して大脳皮質に伝達されることを明らかにしていた。この新規の自発神経活動の発生機序を明らかにするために、前年度までにマウス体性感覚系末梢の三叉神経節のex vivo　イメージングシステムを立ち上げ、新生仔マウスの三叉神経節の神経細胞が自発的に発火することを明らかにしていた。本年度はそのイメージングシステムを用いて、自発神経活動の性質の詳細な解析を行った。まず、三叉神経節の中でヒゲに投射する神経細胞の位置を同定する目的で、マウスの各列のひげにトレーサーを注入し、三叉神経節の中のヒゲ対応神経細胞の位置を特定した。このヒゲ対応領域に注目してex vivoイメージングを行い、神経細胞の発火パターンを解析した。発達段階を追って、生後０－１日齢、4－6日齢、14－16日齢、成体（60日齢以上）のマウスから摘出した三叉神経節でカルシウムイメージングを行い、さらに、別実験で得た成長に伴う三叉神経節の細胞密度の減少のデータで、発火頻度を補正した。その結果、生後2週間は三叉神経節の神経細胞は高頻度で発火するのに対し、成体ではほとんど発火しないことがわかった。すなわち、自発活動には幼若特異的であることが明らかになった。その他、三叉神経節で自発的に神経細胞が発火するメカニズムの解析、さらに、大脳皮質で見られる自発神経活動の時空間パターンが発生するメカニズムの解析を進めた。

Son for の period の mammals 脳 の 覚 god 経 loop の 発 で に, the body from 発 に 発 raw す る god 経 activities (since god 発 経 activities) cut を bear う が な important battle. し か し, regard 覚 で の research は comparison into ん で い る が, そ れ outside の モ ダ リ テ ィ ー で の since 発 god 経 activity に つ い て は わ か っ て い な い こ と が い more. Research representatives ら は, こ れ ま で に newborn larvae マ ウ ス の a sexy body 覚 wild に パ ッ チ ワ ー ク type の 徴 of spatial パ な タ ー ン を も つ since 発 god の 経 activities exist を Ming ら か に し, さ ら に, そ れ が, eye socket rather 経 よ り も obscene の endings で 発 し, depending on the bed of cortical axon を 経 by し て big 脳 cortex に 伝 da さ れ る こ と を Ming ら か に Youdaoplaceholder0 て た. こ の new rules の since 発 god 経 activity の 発 vitality sequence を Ming ら か に す る た め に, former annual ま で に マ ウ ス sexy body 覚 system endings の trigeminal god 経 section の ex vivo イ メ ー ジ ン グ シ ス テ ム を made ち げ, newborn larvae マ ウ ス の trigeminal が god section 経 の 経 cells from 発 に 発 fire す る こ と を Ming ら か に し て い た. This year, そ そ グシステムを メ メ ジ ジ グシステムを グシステムを use そ て, self-published Shinto activities <e:1> nature <e:1> detailed な analysis を line った. ま ず section, trigeminal god 経 の で ヒ ゲ に projection す る の position を 経 cells with god す る purpose で, マ ウ ス の columns の ひ げ に ト レ ー サ ー を injection し, trigeminal section 経 の god の ヒ ゲ 応 seaborne god 経 cells の position を specific し た. こ の ヒ ゲ 応 seaborne field に attention し て ex vivo イ メ ー ジ ン グ を い, god 経 cells の 発 fire パ タ ー ン を parsing し た. 発 da Duan Jie を chase っ て, postnatal 齢 0-1, 4-6 齢, 14-16 齢, adult 齢 above (60 days) の マ ウ ス か ら pick the し た trigeminal god 経 section で カ ル シ ウ ム イ メ ー ジ ン グ を い, さ ら に, don't be 験 で た に growth with う trigeminal god 経 section の cell density の reduce の デ ー タ で, 発 fire frequency を corrected し た. そ の は trigeminal between results, two weeks after the birth of god section 経 の 経 cells は high frequency で す 発 fire る の に し seaborne, adult で は ほ と ん ど 発 fire し な い こ と が わ か っ た. Youdaoplaceholder0, self-active に とが, young and special である とが, とが になった になった になった. そ の he, trigeminal god 経 で 発 に god 経 cells が 発 fire す る メ カ ニ ズ ム の parsing, さ ら に, big 脳 cortex で see ら れ る since 発 god 経 activity の space パ タ ー ン が 発 raw す る メ カ ニ ズ ム の parsing を into め た.

项目成果

Dendritic refinement of layer 4 neurons in the neonatal barrel cortex

新生儿桶状皮层第 4 层神经元的树突细化

• 发表时间: 2022
• 作者: Takahashi Eri;Saruwatari Junji;Fujimoto Tomokazu;Tanoue Yuki;Fukuda Takaichi;Inoue Toshihiro;Takuji Iwasato
• 通讯作者: Takuji Iwasato

Examining dendritic plasticity of the barrel cortex layer 4 neurons via in vivo high spatiotemporal-resolution imaging

通过体内高时空分辨率成像检查桶状皮质第 4 层神经元的树突可塑性

• 发表时间: 2022
• 作者: Luwei Wang;Shingo Nakazawa;Hidenobu Mizuno;Takuji Iwasato
• 通讯作者: Takuji Iwasato

An Early Cortical Progenitor-Specific Mechanism Regulates Thalamocortical Innervation

• DOI: 10.1523/jneurosci.0226-21.2021
• 发表时间: 2021-08-11
• 期刊: JOURNAL OF NEUROSCIENCE
• 影响因子: 5.3
• 作者: Pal, Suranjana;Dwivedi, Deepanjali;Tole, Shubha
• 通讯作者: Tole, Shubha

NMDA Receptor Enhances Correlation of Spontaneous Activity in Neonatal Barrel Cortex

• DOI: 10.1523/jneurosci.0527-20.2020
• 发表时间: 2021-02-10
• 期刊: JOURNAL OF NEUROSCIENCE
• 影响因子: 5.3
• 作者: Mizuno, Hidenobu;Rao, Madhura S.;Iwasato, Takuji
• 通讯作者: Iwasato, Takuji

Developmental Phase Transitions in Spatial Organization of Spontaneous Activity in Postnatal Barrel Cortex Layer 4.

出生后桶状皮质第 4 层自发活动空间组织的发育阶段转变。

• DOI: 10.1523/jneurosci.1116-20.2020
• 发表时间: 2020
• 期刊: J Neurosci.
• 作者: Nakazawa;S.;Yoshimura;Y.;Takagi M.;Mizuno H. & Iwasato T.
• 通讯作者: Mizuno H. & Iwasato T.